Про крижані бурульки

Чи траплялося вам замислюватися над тим, як утворюються крижані бурульки, що звішуються з дахів?
У яку погоду утворилися бурульки: у відлигу чи в мороз? Якщо відлига, то як могла замерзнути вода при температурі вище нуля? Якщо у мороз, то звідки могла взятися вода на даху?
Ви бачите, що завдання не так проста, як здається спочатку. Щоб могли утворитися крижані бурульки, потрібно в один і той же час мати дві температури: для танення – вище нуля і для замерзання – нижче нуля.

Насправді так і є: сніг на схилі даху тане, тому що сонячні промені нагрівають його до температури вище нуля, а краплі води біля краю даху, що стікають, замерзають, тому що тут температура нижче нуля. (Звичайно, ми говоримо не про ті рази утворення бурульок, що обумовлені теплотою опалювального під дахом приміщення.)
Уявіть таку картину. Ясний день; мороз усього 1-2 градуси. Сонце заливає все своїми променями; однак ці косі промені нагрівають землю настільки, щоб сніг міг танути. Але на схил даху, звернений до Сонця, промені падають не полого, як на землю, а крутіше, під кутом, більш близьким до прямого. Відомо, що освітлення і нагрівання променями тим більше, чим більший кут складають промені з площиною, на яку вони падають. (Дія променів пропорційно синусу цього кута; для випадку, зображеного на рис., сніг на даху отримує тепла в 2,5 рази більше, ніж рівна площа снігу на горизонтальній поверхні, тому що синус 60° більше синуса 20° в 2,5 рази.) Ось чому скат даху нагрівається сильніше і сніг на ньому може танути. Вода, що розтала, стікає і краплями звисає з краю даху. Але під дахом температура нижче нуля, і крапля, охолоджувана до того ж випаровуванням, замерзає. На замерзлу краплю натікає наступна, також замерзаюча; потім третя крапля, і т. д.; поступово утворюється маленький крижаний горбок. В інший раз при такій же погоді ці крижані напливи ще подовжуються, і в результаті утворюються бурульки, які виростають на зразок вапняних сталактитів в підземних печерах. Так виникають бурульки на дахах сараїв і взагалі неопалюваних приміщень.

Рис. . Промені Сонця гріють похилий дах сильніше, ніж горизонтальну земну поверхню (числа вказують величину кутів)

Та ж причина викликає на наших очах і більш грандіозні явища: адже різниця в кліматичних поясах і пори року обумовлено в значній мірі зміною кута падіння сонячних променів. Сонце від нас взимку майже на такій же відстані, як і влітку; воно однаково віддалене від полюсів та до екватора (відмінності в далечині настільки незначні, що не мають значення). Але нахил " сонячних променів до поверхні Землі поблизу екватора більший, ніж біля полюсів; влітку цей кут більший, ніж взимку. Це викликає помітні відмінності в температурі дня і, отже, життя всієї природи.

Використано: Перельман Я.И. - Большая книга занимательных наук - 2009